L'observateur passionné de découverte et de contemplation d'objets du ciel profond généralement est constamment à la recherche du lieu d'observation le plus sombre et proche de son domicile. Il lui est alors nécessaire de se déplacer et d'évaluer à l'oeil la qualité de tel ou tel lieu d'observation. Malheureusement cette technique très objective et plus qualitative que quantitative et donc peu fiable. Le test de magnitude visuelle limite dépend de beaucoup de paramètres dont l'acuité visuelle de l'observateur, son état de fatigue, la zone du ciel observée, la météo... Même si un appareil de mesure est dépendant de certains de ces facteurs il en minimise le nombre pour procurer des données plus fiables et précises.

C'est dans ce but que le Sky Quality a été élaboré, fournir des informations pointues et interprétables facilement de la qualité du ciel de votre ou de vos lieux d'observations préférés.

Fabriqué par la firme canadienne Unihedron, le Sky Quality Meter (S.Q.M) a été développé par le Docteur Doug Welch et Anthony Tekatch. Le principe est simple, un capteur placé à droite de l'affichage digital reçoit le rayonnement produit par le fond du ciel d'un lieu d'observation.

Le dessin ci-contre indique la procédure d'utilisation optimale du S.Q.M. Il suffit de pointer le boîtier en direction du zénith, d'appuyer sur le bouton rouge et d'attendre l'affichage de la mesure. Le temps de mesure est très court dans les cieux à forte pollution lumineuse et peut aller jusqu'à 80 secondes dans les endroits les plus sombres. Un bip sonore a lieu toute les secondes pour indiquer que le S.Q.M est en phase de collecte d'informations.

Il est important de noter que cette mesure doit être effectuée sans qu'aucune lumière parasite directe atteigne le capteur. L'angle de mesure de +/- 40° de part et d'autre du zénith doit couvrir une zone d'observation sans obstacle (arbres, montagne, observateur...).

La particularité du S.Q.M est qu'au contraire d'un test de magnitude visuelle, généralement compris entre 4 et 7, la valeur indiquée par l'écran LCD est supérieure à 16 et inférieure à 23. En effet l'échelle utilisée ici est en magnitude par seconde d'arc carré (mag/arcsec²). Soit la "brillance du fond de ciel répartie sur une zone d'observation carrée d'une seconde d'arc de côté".

Le résultat indiqué est donc différent de la magnitude stellaire d'une étoile (objet ponctuel). Pour rappel la magnitude est une échelle inverse et logarithmique de la brillance des étoiles. Ainsi les astres les plus "brillants" ont une magnitude plus faible que les astres "sombres". Une étoile de magnitude 1 est ainsi 2.5x fois plus lumineuse q'une autre étoile de magnitude 2.

La magnitude surfacique affichée par le S.Q.M est toujours comprise entre 16 (ciel totalement clair en plein centre ville d'une grande agglomération) et ne dépasse pas 23 (ciel pur sans aucune pollution lumineuse). Un lieu d'observation, où la valeur affichée est proche de 20 est signe déjà d'un bon ciel de campagne. Rappelez-vous qu'un écart même faible entre deux valeurs indique des différences importantes sur le nombre d'étoiles visibles et la qualité du ciel. Par commodité, un dessin est indiqué sur le S.Q.M pour symboliser plus facilement le sens de chaque valeur.

A noter : Pour retrouver la correspondance avec l'unité de mesure habituellement admise au niveau scientifique (candela/m²) appliquez la formule suivante : [Valeur en cd/m²] = 10.8×10 000× 10^(-0.4*[valeur en mag/arcsec²])

Le S.Q.M s'adresse à deux types d'utilisateurs, ceux nomades tout d'abord, qui l'utiliseront pour quantifier la qualité de plusieurs sites d'observations potentiels et choisir au final le meilleur. Les sédentaires disposant d'un observatoire ou d'une structure fixe pour évaluer la qualité de leur site d'observation jour après jour, année après année. Etudiez ainsi l'évolution de la pollution lumineuse dans votre zone d'observation, pour les astrophotographes CCD établissez la corrélation entre une valeur obtenue un soir à l'aide du S.Q.M et le niveau de bruit (ADC) du capteur.

Pour proposer une valeur la plus proche possible de la réalité, un filtre anti-infrarouge restreint les mesures au domaine "visuel" du spectre. Fabriqué par la firme japonaise Hoya, le filtre CM-500 coupe nettement les rayonnements infrarouges et ultra-violets. Veuillez prendre soin de ce verre, si celui-ci est recouvert de poussières ou de buée, le résultat affiché sera légèrement modifié.

Pour toute mesure la Lune doit être absente. La température est mesurée par une sonde thermique, son effet sur le capteur est soustrait. L'affichage est disponible en °C puis °F en appuyant deux fois sur le bouton rouge. L'éclairage de l'affichage est disponible en deux niveaux (faible et fort). Une pile 9V est fournie pour alimenter durablement votre Sky Quality Meter.

Plusieurs versions :

Suite à plusieurs demandes d'amateurs le S.Q.M a évalué en 2 nouvelles versions. Il est dorénavant disponible avec une lentille placée devant le capteur (version S.Q.M-L) qui restreint la zone d'étude à 20°. Les mesures sont plus localisées limitant l'influence des sources parasites. Unihedron en a profité pour changer la position de l'écran, l'affichage de résultat se lit directement pendant l'utilisation (à 90° par rapport au capteur). Le S.Q.M-L conserve les mêmes autres caractéristiques que la version standard.

Le principe de fonctionnement est le suivant (cliquez ici pour afficher un schéma). Le S.Q.M-LE mesure la température (important pour la calibration) et la quantité de lumière reçue, données transmises à un micro-calculateur qui transfère les informations à travers l'interface Ethernet. Consultez le mode d'emploi (en anglais) afin de paramétrer sous MAC, Windows ou Linux votre S.Q.M-LE et son logiciel.

A noter : le S.Q.M-LE n'est pas waterproof, nous vous recommandons impérativement de le protéger avec un dôme acrylique (voir exemple ici), pour éviter toute intrusion d'eau, chute de débris.... Vous pourrez alors prendre vos relevés en toute quiétude. Il est important cependant de bien noter la différence entre les valeurs à l'intérieur et à l'extérieur du dôme (offset). Toute protection engendrera en effet une perte de luminosité, indiquant un ciel plus sombre (chiffre plus élevé). Retranchez à chaque mesure sous votre "abri" l'offset afin d'obtenir la bonne valeur. Nettoyer de temps en temps le dôme pour éviter que les poussières ne perturbent trop les mesures. Un adaptateur secteur variable 100-240V pour entrée 6V est livré en standard.

Informations complémentaires :

La marche d'erreur réalisée sur plusieurs mesures par le S.Q.M est de +/- 0.10 mag/arcsec². Chaque appareil est calibré par rapport à une lumière de référence NIST (ici modèle #401027 de EXTECH Instruments). Le rayonnement de la Voie Lactée est pris en compte dans la mesure. Unihedron est en train de développer une méthode pour affiner les mesures du S.Q.M et soustraire en fonction de la date, de l'angle de visée, des coordonnées l'influence cette lumière particulière. La lumière zodiacale est de la même façon intégrée dans les résultats de chaque mesure. Dans les cieux clairs sont influences est totalement nulle, seuls quelques rares zones observations sombres pourront être affectées par son influence, à 1 voir 2% près seulement (on rappelle que le S.Q.M est toujours pointé vers le zénith).

Pour en savoir plus : Etude indépendante réalisée sur le Sky Quality Meter par Mr. Pierantonio Cinzano. Cliquez ici